CN110744892A - 一种复合隔热构件及其制备方法 - Google Patents

一种复合隔热构件及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110744892A
CN110744892A CN201911052511.7A CN201911052511A CN110744892A CN 110744892 A CN110744892 A CN 110744892A CN 201911052511 A CN201911052511 A CN 201911052511A CN 110744892 A CN110744892 A CN 110744892A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
weight
parts
heat
skin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911052511.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110744892B (zh
Inventor
赵小玲
杨洁颖
赵英民
李文静
冯鹏
韩军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Original Assignee
Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology filed Critical Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology
Priority to CN201911052511.7A priority Critical patent/CN110744892B/zh
Publication of CN110744892A publication Critical patent/CN110744892A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110744892B publication Critical patent/CN110744892B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/02—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber with fibres or particles being present as additives in the layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B25/08—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/20—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising silicone rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/047—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material made of fibres or filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/12—Gel
    • B32B2266/126—Aerogel, i.e. a supercritically dried gel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种复合隔热构件及其制备方法。所述复合隔热构件依次包括：蒙皮：所述蒙皮包括外皮和粘贴在所述外皮内侧的硅胶膜层；其中，所述硅胶膜层在远离外皮的一侧涂覆有气相二氧化硅；贮热层；高发射率层；和绝热层。本发明制得的复合隔热构件工艺简单，隔热效果好，可在有限的空间内实现较好的隔热。

Description

一种复合隔热构件及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能复合材料技术领域，尤其涉及一种复合隔热构件及其制备方法。
背景技术
随着节能环保意识的增强，以及人类活动领域的不断拓展，隔热保温技术越来越受到人们的重视，隔热材料被广泛应用于建筑、化工、石油、管道等领域。传统的隔热材料是由某一种隔热材料组成，通常采用的是柔性表面绝热结构材料，使用时需要较厚的隔热材料才能达到预定隔热效果，且精度不易控制。由于受结构空间所限，单一材料在有限的空间内很难满足隔热保温的需求，也难以满足特殊情况下的高效隔热需求。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种复合隔热构件，本发明的第二目的是提供复合隔热构件的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种复合隔热构件，所述复合隔热构件依次包括：
蒙皮：所述蒙皮包括外皮和粘贴在所述外皮内侧的硅胶膜层；其中，所述硅胶膜层在远离外皮的一侧涂覆有气相二氧化硅；
贮热层；
高发射率层；和
绝热层。
优选地，所述贮热层是由包含相变材料的贮热材料复合在所述硅胶膜层上所形成的；
优选地，所述相变材料为相变微胶囊；
优选地，所述贮热材料包含相变微胶囊200-800重量份和胶粘剂100-120重量份。
优选地，所述高发射率层是由包含高发射率填料和增强纤维的高发射率材料复合在所述贮热层上所形成的；
优选地，所述高发射率填料选用Fe2O3、MnO2、NiO、Co2O3、CuO、SiC中的任一种或多种；更优选地，所述高发射率填料的粒径在50μm以下；
优选地，所述增强纤维选用玻璃纤维和/或石英纤维；更优选地，所述增强纤维的直径为3-15μm和/或长度为1-10mm。
优选地，所述高发射率材料包含高发射率填料3-30重量份、增强纤维3-20重量份、改性剂1-5重量份和硅橡胶胶粘剂100-110重量份；
优选地，所述改性剂选用KH550、KH551、KH560、KH570、DL171、YDH101、YDH102、YDH109、YDH320、YDH401、YDH550、YDH553、YDH660、A151、A171、TG-2、TG-38S、TG-27、TG-10TG-200S、TG-5、TG-4中的任一种或多种。
优选地，所述绝热层是由绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的；
优选地，所述绝热层是由外层包覆有耐温织物的绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的；可选地，所述耐温织物为石英纤维布和/或高硅氧纤维布；
优选地，所述绝热材料选用泡沫类绝热材料、棉毡类绝热材料、纤维增强气凝胶复合材料中的任一种或多种。
优选地，所述外皮为玻璃钢外皮；优选地，所述外皮的厚度为0.2-3.0mm；
所述硅胶膜的厚度小于0.5mm；
涂覆在硅胶膜上的所述气相二氧化硅的厚度小于0.3mm；
所述贮热层的厚度为1-5mm；
所述高发射率层的厚度小于0.5mm；和/或
所述绝热层的厚度为5-20mm。
优选地，所述复合隔热构件具有如下性质：
360℃下800秒无渗漏，隔热构件的背面温度不高于80℃。
一种本发明提供的复合隔热构件的制备方法，包括如下步骤：
(1)在外皮内侧涂刷胶粘剂，将硅胶膜粘贴于外皮内侧，再在硅胶膜上涂刷胶粘剂，将气相二氧化硅涂覆于硅胶膜上，固化得到蒙皮；
(2)在涂覆有气相二氧化硅的硅胶膜上涂刷胶粘剂，将贮热材料压制到蒙皮上，固化成型，得到贮热层；
(3)在贮热层表面上涂刷胶粘剂，将高发射率材料铺覆于贮热层表面，得到高发射率层；
(4)在高发射率层表面上涂刷胶粘剂，将绝热材料与贮热层进行复合，固化得到复合隔热构件。
优选地，所述外皮按照如下方法进行制备：将环氧树脂和固化剂混合，配制成胶液；用胶液将玻璃纤维布和/或石英纤维布涂刷均匀，固化，得到所述外皮；和/或
所述硅胶膜按照如下方法进行制备：将有机硅胶粘剂和有机硅胶粘剂固化剂混合，然后填充至模具中，进行抽真空处理，再填充材料，进行抽真空处理，重复进行填充混合材料-抽真空的操作，直至达到所需厚度，固化脱模，得到所述有机硅胶膜。
有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的这一复合隔热构件最外层的蒙皮不但可以起到维形作用，而且由于内层涂覆有气相二氧化硅材料，从而还可以起到较好的吸附作用；本发明在蒙皮内侧涂覆气相二氧化硅之前还粘贴了硅胶膜，硅胶膜起到粘贴吸附的作用，确保气相二氧化硅涂覆后的不易脱落；本发明在涂覆有气相二氧化硅的蒙皮的内侧设置了贮热层，当有部分热量传入贮热层时，贮热层将会发生相变从而吸收传进来的热量，将部分或全部热量吸附贮存在该层，当复合隔热构件用于隔绝外部热量进入时，可以将传递至内部的热量降低，当复合隔热构件用于保温时，该层既可以降低内部热量的散失，吸附贮存的热量也可以起到保温的作用；本发明在贮热层另一面设置有高发射率层，能够将热量辐射回去，能够有效减少热流的导入(用作隔热目的时)或导出(用作保温目的时)；本发明在高发射率层另一面设置有绝热层，能阻止大部分或全部热量的传入。
本发明对各个结构层进行了深入的研究，发现了各个结构层协同作用较好时的材料组成和厚度等条件，详细披露了复合隔热构件各个结构层的最佳可行方案。
附图说明
图1是本发明提供的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在第一方面提供了一种复合隔热构件，所述复合隔热构件依次包括：
蒙皮：所述蒙皮包括外皮和粘贴在所述外皮内侧的硅胶膜层；其中，所述硅胶膜层在远离外皮的一侧涂覆有气相二氧化硅；贮热层；高发射率层；和绝热层。
本发明提供的这一复合隔热构件最外层的蒙皮不但可以起到维形作用，而且由于内层涂覆有气相二氧化硅材料，从而还可以起到较好的吸附作用；本发明在蒙皮内侧涂覆气相二氧化硅之前还粘贴了硅胶膜，硅胶膜起到粘贴吸附的作用，确保气相二氧化硅涂覆后的不易脱落；本发明在涂覆有气相二氧化硅的蒙皮的内侧设置了贮热层，当有部分热量传入贮热层时，贮热层将会发生相变从而吸收传进来的热量，将部分或全部热量吸附贮存在该层，当复合隔热构件用于隔绝外部热量进入时，可以将传递至内部的热量降低，当复合隔热构件用于保温时，该层既可以降低内部热量的散失，吸附贮存的热量也可以起到保温的作用；本发明在贮热层另一面设置有高发射率层，能够将热量辐射回去，能够有效减少热流的导入(用作隔热目的时)或导出(用作保温目的时)；本发明在高发射率层另一面设置有绝热层，能阻止大部分或全部热量的传入。
总之，本发明提供的这一复合隔热构件中的外层和内层隔热以降低传递至内部或外部的热量总量，中间还设置了贮热层和高发射率层，通过各个结构层的协同作用来提高构件的隔热效果，可在有限的空间内实现较好的隔热。
发明人对各个结构层进行了深入的研究，发现了各个结构层协同作用较好时的材料组成和厚度等条件，以下是对这部分内容的详细说明：
在一些优选的实施方式中，所述外皮的厚度为0.2-3.0mm，例如，可以为0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1mm，1.1mm，1.2mm，1.3mm，1.4mm，1.5mm，1.6mm，1.7mm，1.8mm，1.9mm，2mm，2.1mm，2.2mm，2.3mm，2.4mm，2.5mm，2.6mm，2.7mm，2.8mm，2.9mm，3.0mm。外皮的材质优选为玻璃钢。该材质的外皮可以按照现有的纤维增强树脂复合材料进行制备，树脂体系采用环氧树脂体系，纤维增强材料选用玻璃纤维布或石英纤维布。例如，本发明可以按照如下方法制备外皮：将环氧树脂和固化剂混合，配制成胶液；用胶液将玻璃纤维布和/或石英纤维布涂刷均匀，固化，得到所述外皮。
在一些优选的实施方式中，所述硅胶膜的厚度小于0.5mm。硅胶膜主要起到粘接吸附作用，太薄不利于粘接吸附，太厚也会影响复合隔热构件的性能，因为硅胶膜隔热作用较小，增加厚度对隔热效果改善不大，反而会增加复合隔热构件的重量。因此，在工程应用中，发明人建议将硅胶膜的厚度控制在0.1-0.5mm，即可满足要求。
硅胶膜可采用单组份有机硅胶粘剂或双组分有机硅胶粘剂制成，优选双组分有机硅胶粘剂制成。本发明可以按照如下方法制备所需厚度的硅胶膜：将有机硅胶粘剂与固化剂混合均匀，将混合材料均匀填充到厚度不大于0.5mm厚的模腔中，进行抽真空处理，将其气泡赶出，再进行填充，真空处理，重复进行填充混合材料-抽真空的操作，直至达到所需厚度，固化脱模得到所需厚度的有机硅胶膜。
在一些优选的实施方式中，涂覆在硅胶膜上的所述气相二氧化硅的厚度小于0.3mm，例如，可以为0.1-0.25mm。厚度过低，蒙皮的吸附效果较差，但厚度过高时，构件的强度变差，不利于制备。
在一些优选的实施方式中，所述贮热层是由包含相变材料的贮热材料复合在所述硅胶膜层上所形成的。优选地，所述相变材料为相变微胶囊。需要说明的是，本发明对相变微胶囊的壁材和芯材没有进行特别的限定，可以按照现有的方法来进行制备，例如，可以按照现有的制备方法制备芯材为烷烃类石蜡的相变微胶囊。
最优选地，以重量份计，本发明所用的用于制备贮热层的贮热材料包含如下组分：
相变微胶囊：200-800重量份；例如，可以为200重量份、250重量份、300重量份、350重量份、400重量份、450重量份、500重量份、550重量份、600重量份、650重量份、700重量份、750重量份、800重量份；
胶粘剂：100-120重量份，例如，可以为100重量份、105重量份、110重量份、115重量份、120重量份。需要说明的是，本发明对胶粘剂没有进行特别的限定，可以选用现有的具有胶粘功能的有机材料，例如环氧树脂体系、硅橡胶胶粘剂。
当相变微胶囊的用量过多时，相对地，胶粘剂的用量就过少了，不便于制备，工艺可行性较差。当相变微胶囊的用量过少时，贮热层的效果不理想。
另外，本发明所用的贮热材料中还可以包含有稀释剂，稀释剂一是起稀释作用，二是可以起到溶剂作用，调节胶粘剂的粘度，从而可使相变微胶囊被胶粘剂均匀包裹以便于与蒙皮牢固结合。本发明对稀释剂的种类没有进行特别的限定，可以选用现有的一种或多种有机溶剂，例如，戊酮、汽油、环己烷、戊烷、庚烷中的任一种或多种。稀释剂的使用量可以根据所选用胶粘剂种类以及稀释剂的种类进行确定以确保胶粘剂具有适宜的粘度。例如，当胶粘剂为环氧树脂体系(包含环氧树脂和固化剂)，稀释剂为戊酮时，戊酮与环氧树脂体系中的环氧树脂的质量比可以为5:4。
在一些优选的实施方式中，所述贮热层的厚度为1-5mm，例如，可以为1mm，2mm，3mm，4mm，5mm。
在一些优选的实施方式中，所述高发射率层是由包含高发射率填料和增强纤维的高发射率材料复合在所述贮热层上所形成的。优选地，所述高发射率填料选用Fe2O3、MnO2、NiO、Co2O3、CuO、SiC中的任一种或多种；更优选地，所述高发射率填料的粒径在50μm以下。优选地，所述增强纤维选用玻璃纤维和/或石英纤维；更优选地，所述增强纤维的直径为3-15μm，例如，可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm。更优选地，所述增强纤维的长度为1-10mm，例如、可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。
最优选地，本发明所用的用于制备高发射率层的高发射率材料包含如下组分：
高发射率填料：3-30重量份，例如、可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、30重量份；
增强纤维：3-20重量份，例如、可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重量份、28重量份、29重量份、30重量份；
改性剂：1-5重量份，例如、可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份；和
硅橡胶胶粘剂：100-110重量份，例如，可以为100重量份、101重量份、102重量份、103重量份、104重量份、105重量份、106重量份、107重量份、108重量份、109重量份、110重量份。
优选地，所述改性剂选用KH550、KH551、KH560、KH570、DL171、YDH101、YDH102、YDH109、YDH320、YDH401、YDH550、YDH553、YDH660、A151、A171、TG-2、TG-38S、TG-27、TG-10TG-200S、TG-5、TG-4中的任一种或多种。
另外，本发明所用的高发射率材料中还可以包含有稀释剂，稀释剂一是起稀释作用，二是可以起到溶剂作用，调节硅橡胶胶粘剂的粘度，从而可使包含有高发射率填料和纤维的高发射率材料具有适宜的粘度以便于与绝热层牢固结合。本发明对稀释剂的种类没有进行特别的限定，可以选用现有的一种或多种有机溶剂，例如，戊酮、汽油、环己烷、戊烷、庚烷中的任一种或多种，优选为环己烷。稀释剂的使用量可以根据所选用胶粘剂种类进行确定。当胶粘剂为硅橡胶胶粘剂，稀释剂为环己烷时，环己烷与硅橡胶胶粘剂的质量比可以为30:100。
需要说明的是，改性剂改性可以采用如下任意一种方式进行：
对单一物料的改性：先将高发射率填料浸泡在改性剂和稀释剂的混合溶剂中进行改性，然后再将改性后的单一物料加入到混合物料当中混合均匀。或
对混合物料的改性：将改性剂和稀释剂的混合溶剂直接加入到混合物料当中进行混合并混合均匀。
在一些优选的实施方式中，所述高发射率层的厚度小于0.5mm，例如，可以为0.1-0.45mm。高发射率层的厚度过高时，效果并不显著，且由于高发射率层中包含的填料密度较大，从而使构件重量明显增加。
在一些优选的实施方式中，所述绝热层是由绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的。优选地，所述绝热材料选用泡沫类绝热材料、棉毡类绝热材料、纤维增强气凝胶复合材料中的任一种或多种。
如果绝热层表面不容易粘接，可以用耐高温织物对上述绝热材料进行包覆并采用纱线进行缝合，然后采用这一种包覆有耐温织物的绝热材料来制备绝热层以使绝热材料容易粘接。可选地，所述耐温织物为石英纤维布和/或高硅氧纤维布。
在一些优选的实施方式中，所述绝热层的厚度为5-20mm，例如，可以为5mm，6mm，7mm，8mm，9mm，10mm，11mm，12mm，13mm，14mm，15mm，16mm，17mm，18mm，19mm，20mm。绝热层厚度较低，其无法起到较好的隔热效果，但当其厚度过高时，所占体积较大，可能受空间所限。
在一些优选的实施方式中，本发明提供的这一复合隔热构件的厚度为10-30mm，例如，可以为10mm，15mm，20mm，25mm，30mm。
在一些优选的实施方式中，本发明提供的这一复合隔热构件具有如下的性能：360℃下800秒贮热材料无渗漏，隔热材料背面温度不高于80℃。
最全面地，本发明提供的这一复合隔热构件为：
所述复合隔热构件依次包括蒙皮、贮热层、高发射率层和绝热层；
所述蒙皮包括外皮和粘贴在所述外皮内侧的硅胶膜层；其中，所述硅胶膜层在远离外皮的一侧涂覆有气相二氧化硅；优选地，所述外皮为玻璃钢外皮；优选地，所述外皮的厚度为0.2-3.0mm；优选地，所述硅胶膜的厚度小于0.5mm；优选地，涂覆在硅胶膜上的所述气相二氧化硅的厚度小于0.3mm。
所述贮热层是由包含相变材料的贮热材料复合在所述硅胶膜层上所形成的；优选地，所述相变材料为相变微胶囊；优选地，所述贮热材料包含相变微胶囊200-800重量份和胶粘剂100-120重量份；优选地，所述贮热层的厚度为1-5mm。
所述高发射率层是由包含高发射率填料和增强纤维的高发射率材料复合在所述贮热层上所形成的；优选地，所述高发射率填料选用Fe2O3、MnO2、NiO、Co2O3、CuO、SiC中的任一种或多种；更优选地，所述高发射率填料的粒径在50μm以下；优选地，所述增强纤维选用玻璃纤维和/或石英纤维；更优选地，所述增强纤维的直径为3-15μm和/或长度为1-10mm；优选地，所述高发射率材料包含高发射率填料3-30重量份、增强纤维3-20重量份、改性剂1-5重量份和硅橡胶胶粘剂100-110重量份；优选地，所述改性剂选用KH550、KH551、KH560、KH570、DL171、YDH101、YDH102、YDH109、YDH320、YDH401、YDH550、YDH553、YDH660、A151、A171、TG-2、TG-38S、TG-27、TG-10TG-200S、TG-5、TG-4中的任一种或多种；优选地，所述高发射率层的厚度小于0.5mm。
所述绝热层是由绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的；优选地，所述绝热层是由外层包覆有耐温织物的绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的；可选地，所述耐温织物为石英纤维布和/或高硅氧纤维布；优选地，所述绝热材料选用泡沫类绝热材料、棉毡类绝热材料、纤维增强气凝胶复合材料中的任一种或多种；优选地，所述绝热层的厚度为5-20mm。
另外，通过控制各结构层的厚度，将本发明提供的这一复合隔热构件的厚度控制在10-30mm。经检测，所述复合隔热构件具有如下性质：360℃下800秒无渗漏，隔热构件的背面温度不高于80℃。
本发明在第二方面提供了一种复合隔热构件的制备方法，用于制备本发明在第一方面提供的复合隔热构件。本发明提供的工艺方法简单、可操作性强、贮热材料不易渗漏。具体地，本发明提供的制备方法包括如下步骤：
(1)在外皮内侧涂刷胶粘剂，将硅胶膜粘贴于外皮内侧，再在硅胶膜上涂刷胶粘剂，将气相二氧化硅涂覆于硅胶膜上，固化得到蒙皮；
(2)在涂覆有气相二氧化硅的硅胶膜上涂刷胶粘剂，将贮热材料压制到蒙皮上，固化成型，得到贮热层；
(3)在贮热层表面上涂刷胶粘剂，将高发射率材料铺覆于贮热层表面，得到高发射率层；
(4)在高发射率层表面上涂刷胶粘剂，将绝热材料与贮热层进行复合，固化得到复合隔热构件。
在一些优选的实施方式中，所述外皮按照如下方法进行制备：将环氧树脂和固化剂混合，配制成胶液；用胶液将玻璃纤维布和/或石英纤维布涂刷均匀，固化，得到所述外皮。
在一些优选的实施方式中，所述硅胶膜按照如下方法进行制备：将有机硅胶粘剂和有机硅胶粘剂固化剂混合，然后填充至模具中，进行抽真空处理，再填充材料，进行抽真空处理，重复进行填充混合材料-抽真空的操作，直至达到所需厚度，固化脱模，得到所述有机硅胶膜。
以下是本发明列举的实施例。
各个实施例所使用的相变微胶囊的相变焓值为160J/g，相变温度为60℃，可按照现有的方法进行制备。
实施例1
实施例1提供的复合隔热构件依次包括：
蒙皮：所述蒙皮包括外皮和粘贴在所述外皮内侧的硅胶膜层；其中，所述硅胶膜层在远离外皮的一侧涂覆有气相二氧化硅；
贮热层；
高发射率层；和
绝热层。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：
S1、蒙皮制备
S11、有机硅胶膜制备
向容器内加入有机硅胶粘剂和有机硅胶粘剂固化剂，两者的质量比为100：3，混合均匀。将混合材料均匀填充到厚度不大于0.5mm厚的模具中，进行抽真空处理，将其气泡赶出，再进行填充抹平，抽真空处理，重复填充混合材料-抽真空3次，常温固化50h脱模得到厚度为0.45mm的有机硅胶膜。
S12、玻璃钢外皮制备
向容器内加入环氧树脂，T31固化剂，两者的质量比为100：15，混合均匀；然后按照阳模尺寸裁剪一块0.14mm厚的玻璃布，用配制好的胶液将玻璃布涂刷均匀；固化后得到厚度为0.2mm的玻璃钢外皮。
S13、蒙皮复合
向容器内加入环氧树脂，T31固化剂，两者的质量比为100：15，混合均匀，然后在玻璃钢外皮表面涂刷一层配制好的环氧树脂胶液，然后将有机硅胶膜粘贴于玻璃钢外皮上，再在胶膜上涂刷一层环氧树脂胶液，同时将气相二氧化硅均匀涂敷于胶膜上，控制气相二氧化硅的涂敷厚度为0.2mm，固化即可得处理过的蒙皮。
S2、贮热层制备
S21、贮热材料制备
向容器内加入环氧树脂，T31固化剂，两者的质量比为100：15，混合均匀；然后加入稀释剂戊酮，与环氧树脂的质量比为100：80，搅拌均匀；再加入相变微胶囊，环氧树脂与相变微胶囊的质量比为100：550，搅拌混合，确保所有相变微胶囊均被环氧树脂胶粘剂包裹。
S22、贮热层与蒙皮整体模压成型
向容器内加入环氧树脂，T31固化剂，两者的质量比为100：15，混合均匀，然后将其均匀涂敷于玻璃钢外皮涂覆有气相二氧化硅的一面；再将混合好的贮热材料铺入阴模模腔内，使其铺敷均匀，然后抬起涂敷好胶液的蒙皮的阳模使其慢慢置入阴模，采用模压的方法将蒙皮与贮热材料压制成型为一体，压力为10MPa，压制时间为3min，然后50℃固化30h。
S3、高发射率层制备
向容器内加入硅橡胶胶粘剂，硅橡胶固化剂，戊烷，改性剂KH570，四者的质量比依次为100：3：20：2，混合均匀，然后依次加入粒径为30um的Fe2O3与10mm长的短切玻璃纤维，与硅橡胶胶粘剂的质量比分别为5：10：100，然后搅拌均匀，得到高发射率材料；再向容器内加入硅橡胶胶粘剂，硅橡胶固化剂，两者的质量比依次为100：3，混合均匀，然后将其涂敷于贮热层表面，再将高发射率材料涂敷于其表面，固化得到高发射率层。
S4、绝热层制备
将玄武岩棉增强的气凝胶材料按照阴模的形状进行制备，然后用石英布包覆，并用石英纱将其边缘缝合，绝热层的中间每间隔50mm也缝合一趟线。
向容器内加入硅橡胶胶粘剂，硅橡胶固化剂，两者的质量比为100：3，搅拌均匀；然后在高发射率层与缝合好的绝热层表面分别涂敷胶粘剂，将绝热层与贮热层进行复合，室温固化70h得到复合隔热构件。
实施例2至实施例18
实施例2与实施例18的制备方法与实施例1基本上相同，不同之处见表1至表3。
表1各实施例制备贮热层时的工艺条件
Figure BDA0002255665530000131
Figure BDA0002255665530000141
表2各实施例制备高发射率层时的工艺条件
Figure BDA0002255665530000151
表3各实施例制备绝热层时的工艺条件
Figure BDA0002255665530000152
Figure BDA0002255665530000161
对各个实施例的复合隔热构件的厚度(包括使用胶粘剂进行粘接时所形成的胶层的厚度)进行测量，采用石英灯加热考核隔热性能，结果见表4。
表4
Figure BDA0002255665530000162
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合隔热构件，其特征在于，所述复合隔热构件依次包括：
蒙皮：所述蒙皮包括外皮和粘贴在所述外皮内侧的硅胶膜层；其中，所述硅胶膜层在远离外皮的一侧涂覆有气相二氧化硅；
贮热层；
高发射率层；和
绝热层。
2.根据权利要求1所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述贮热层是由包含相变材料的贮热材料复合在所述硅胶膜层上所形成的；
优选地，所述相变材料为相变微胶囊；
优选地，所述贮热材料包含相变微胶囊200-800重量份和胶粘剂100-120重量份。
3.根据权利要求1或2所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述高发射率层是由包含高发射率填料和增强纤维的高发射率材料复合在所述贮热层上所形成的；
优选地，所述高发射率填料选用Fe2O3、MnO2、NiO、Co2O3、CuO、SiC中的任一种或多种；更优选地，所述高发射率填料的粒径在50μm以下；
优选地，所述增强纤维选用玻璃纤维和/或石英纤维；更优选地，所述增强纤维的直径为3-15μm和/或长度为1-10mm。
4.根据权利要求3所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述高发射率材料包含高发射率填料3-30重量份、增强纤维3-20重量份、改性剂1-5重量份和硅橡胶胶粘剂100-110重量份；
优选地，所述改性剂选用KH550、KH551、KH560、KH570、DL171、YDH101、YDH102、YDH109、YDH320、YDH401、YDH550、YDH553、YDH660、A151、A171、TG-2、TG-38S、TG-27、TG-10TG-200S、TG-5、TG-4中的任一种或多种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述绝热层是由绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的；
优选地，所述绝热层是由外层包覆有耐温织物的绝热材料复合在所述高发射率层上所形成的；可选地，所述耐温织物为石英纤维布和/或高硅氧纤维布；
优选地，所述绝热材料选用泡沫类绝热材料、棉毡类绝热材料、纤维增强气凝胶复合材料中的任一种或多种。
6.根据权利要求1至5任一项所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述外皮为玻璃钢外皮；优选地，所述外皮的厚度为0.2-3.0mm；
所述硅胶膜的厚度小于0.5mm；
涂覆在硅胶膜上的所述气相二氧化硅的厚度小于0.3mm；
所述贮热层的厚度为1-5mm；
所述高发射率层的厚度小于0.5mm；和/或
所述绝热层的厚度为5-20mm。
7.根据权利要求1至6所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述复合隔热构件的厚度为10-30mm。
8.根据权利要求1至7所述的复合隔热构件，其特征在于，
所述复合隔热构件具有如下性质：
360℃下800秒无渗漏，隔热构件的背面温度不高于80℃。
9.一种权利要求1至8任一项所述的复合隔热构件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在外皮内侧涂刷胶粘剂，将硅胶膜粘贴于外皮内侧，再在硅胶膜上涂刷胶粘剂，将气相二氧化硅涂覆于硅胶膜上，固化得到蒙皮；
(2)在涂覆有气相二氧化硅的硅胶膜上涂刷胶粘剂，将贮热材料压制到蒙皮上，固化成型，得到贮热层；
(3)在贮热层表面上涂刷胶粘剂，将高发射率材料铺覆于贮热层表面，得到高发射率层；
(4)在高发射率层表面上涂刷胶粘剂，将绝热材料与贮热层进行复合，固化得到复合隔热构件。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，
所述外皮按照如下方法进行制备：将环氧树脂和固化剂混合，配制成胶液；用胶液将玻璃纤维布和/或石英纤维布涂刷均匀，固化，得到所述外皮；和/或
所述硅胶膜按照如下方法进行制备：将有机硅胶粘剂和有机硅胶粘剂固化剂混合，然后填充至模具中，进行抽真空处理，再填充材料，进行抽真空处理，重复进行填充混合材料-抽真空的操作，直至达到所需厚度，固化脱模，得到所述有机硅胶膜。
CN201911052511.7A 2019-10-31 2019-10-31 一种复合隔热构件及其制备方法 Active CN110744892B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911052511.7A CN110744892B (zh) 2019-10-31 2019-10-31 一种复合隔热构件及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911052511.7A CN110744892B (zh) 2019-10-31 2019-10-31 一种复合隔热构件及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110744892A true CN110744892A (zh) 2020-02-04
CN110744892B CN110744892B (zh) 2022-02-15

Family

ID=69281477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911052511.7A Active CN110744892B (zh) 2019-10-31 2019-10-31 一种复合隔热构件及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110744892B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113736430A (zh) * 2021-09-17 2021-12-03 东莞新能德科技有限公司 相变隔热材料及其制备方法和应用
CN114311734A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种复合防热层的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010065724A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Rutgers, The State University Of New Jersey Compositions and methods for the protection of substrates from heat flux and fire
US20130196137A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Aspen Aerogels, Inc. Composite Aerogel Thermal Insulation System
CN106867385A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 南京航空航天大学 一种控制红外辐射的复合涂层的制备方法
CN108795273A (zh) * 2018-06-11 2018-11-13 中国海洋石油集团有限公司 一种低voc高遮盖力的航空器蒙皮用底色漆及其制备方法
CN108801020A (zh) * 2018-08-29 2018-11-13 扬州大学 一种自驱动气液脉动相变热管式隔热导流板
CN109357108A (zh) * 2018-12-14 2019-02-19 湖南星鑫航天新材料股份有限公司 一种柔性特种复合防热套及其制作方法
CN110079774A (zh) * 2019-03-28 2019-08-02 哈尔滨工业大学 一种基于近场热辐射的热致相变热控皮肤及其在航天器中的应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010065724A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Rutgers, The State University Of New Jersey Compositions and methods for the protection of substrates from heat flux and fire
US20130196137A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Aspen Aerogels, Inc. Composite Aerogel Thermal Insulation System
CN106867385A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 南京航空航天大学 一种控制红外辐射的复合涂层的制备方法
CN108795273A (zh) * 2018-06-11 2018-11-13 中国海洋石油集团有限公司 一种低voc高遮盖力的航空器蒙皮用底色漆及其制备方法
CN108801020A (zh) * 2018-08-29 2018-11-13 扬州大学 一种自驱动气液脉动相变热管式隔热导流板
CN109357108A (zh) * 2018-12-14 2019-02-19 湖南星鑫航天新材料股份有限公司 一种柔性特种复合防热套及其制作方法
CN110079774A (zh) * 2019-03-28 2019-08-02 哈尔滨工业大学 一种基于近场热辐射的热致相变热控皮肤及其在航天器中的应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113736430A (zh) * 2021-09-17 2021-12-03 东莞新能德科技有限公司 相变隔热材料及其制备方法和应用
CN114311734A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种复合防热层的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110744892B (zh) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110744892B (zh) 一种复合隔热构件及其制备方法
CN107586436A (zh) 一种吸波预浸料及其制备方法
CN102939425A (zh) 真空绝热面板用芯材及其制备方法
CN104044312A (zh) 彩钢复合板、其制备方法及包括其的彩钢夹芯板
CN111016332A (zh) 一种隔热保温真空板的制备方法
CN110861371A (zh) 一种防水型纸蜂窝板及其制备方法
CN101319541B (zh) 聚氨酯建筑外层保温砖的制作方法
KR20000008958A (ko) 왕겨와 볏짚을 이용한 판넬의 제조방법
CN106240109A (zh) 一种采用真空贴合的弹性复合体加工工艺
CN209444964U (zh) 一种化工输送管道用节能保温装置
CN109734360A (zh) 一种相变混凝土骨料及其制备方法和应用
CN110791972B (zh) 一种透气的pu人造革及其制备方法
CN110293645A (zh) 一种硅胶浸胶手套及其浸胶工艺
CN109483897A (zh) 一种半封闭结构内芯材胶接方法
CN204712568U (zh) 一种保温材料
CN209099541U (zh) 一种带缓冲隔振功能的人造石英石板材
CN208218755U (zh) 一种新型改性的复合防滑防振片材
CN208701932U (zh) 一种玻璃微珠室外保温板
CN110001158B (zh) 一种3d打印羽绒云面料及其生产工艺
JP2579348B2 (ja) 不織布付防水シートの製造方法
CN103730217A (zh) 一种新型云母复合绝缘材料及其制备方法
CN106567483A (zh) 复合幕墙装置
CN207449263U (zh) 一种热熔胶胶垫
TWI311148B (zh)
CN107554975B (zh) 农药软塑组合包装材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant